Rekonstrukcja szkieletu człowieka przy użyciu metod Inżynierii Odwrotnej oraz technik Rapid Prototyping

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano koncepcję procesu rekonstrukcji modeli szkieletu człowieka przy użyciu metod Inżynierii Odwrotnej oraz technik Rapid Prototyping (RP) ze szczególnym uwzględnieniem analizy dokładności odtworzenia geometrii na podstawie optycznych pomiarów współrzędnościowych. Opisano modele badawcze oraz metodykę wykonywania pomiarów. Podstawowymi celami prowadzonych badań było określenie dokładności z jaką odtworzony zostanie model elementu szkieletu człowieka oraz stwierdzenie czy uzyskana dokładność pozwala na stosowanie metody w praktyce medycznej. W badaniach użyto medycznego tomografu komputerowego. Zastosowanie tomografii komputerowej w procesie inżynierii odwrotnej jest rozwiązaniem nowatorskim, dlatego podjęta została próba określenia dokładności odtworzenia modelu tą techniką.

SŁOWA KLUCZOWE: Inżynieria odwrotna, Rapid Prototyping, optyczna współrzędnościowa technika pomiarowa, szkielet człowieka.

ABSTRACT: The paper presents concept of the reconstruction process of the human skeleton models using Reverse Engineering and Rapid Prototyping (RP), with particular focus on analysis of the geometry reconstruction accuracy based on measurement on tools of optical measuring technique. The research models and methodology of measurement are described. There are two main objectives of research, one is to determine the accuracy of reconstruction particular piece of human body skeleton, the second one is to specify if determined accuracy allow to use this method in medical practice. Medical CT was applied in the study. The use of computed tomography in the process of reverse engineering is an innovative solution, therefore an attempt to determine the accuracy of a model reconstruction with the technique was made.

KEYWORDS: Reverse Engineering, Optical Coordinate Technique, human skeleton models.

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

1. 1. Chee Kai Chua, Kah Fai Leong, C. Chu Sing Lim: ,,Rapid Prototyping: Principles and Applications", Singapur, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2010, wydanie III.
2. 2. Chlebus E.: ,,Techniki komputerowe CAx w inżynierii produkcji", Warszawa, Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, 2000.
3. 3. Cierniak R.: ,,Tomografia komputerowa. Budowa urządzeń CT. Algorytmy rekonstrukcyjne”, Warszawa, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2005.
4. 4. Rumiński J.: ,,Rentgenowska tomografia komputerowa”, Biocybernetyka i Inżynieia Biomedyczna 2000, pod red M. Nałęcza, Tom 8 ,, Obrazowanie biomedyczne”, (2003), Akademicka Oficyna Wydawnicza, Warszawa, s. 241-305.
5. 5. Tadeusiewicz R. red., Augustyniak P. red.: ,,Podstawy inżynierii biomedycznej”, Kraków, Tom 1, Wydawnictwa AGH, 2009.
6. 6. Adolf S., Thesing J.: ,,Full surface 3-D measurements facilitate pattern making and provide numerous benefits to foundries", Casting Plant& Technology, nr. 3/2011, str. 42-46.
7. 7. Brajlih T., Tasic T., Drstvensek I., Valentan B., Hadzistevic M., Pogacar V., Balic J., Acko B.: ,,Possibilities of using three-dimensional optical scanning in complex geometrical inspection", Journal of Mechanical Engineering, nr. 57 (2011)11, str. 826-833.
8. 8. Budzik G., Pająk D.: ,,Metody inżynierii odwrotnej" STAL Metale & Nowe Technologie, (2010)11/12, str. 66-67.
9. 9. Grzelka M., Trafarski A.: ,, Metrologiczna analiza dokładności odtworzenia kształtu badanego elementu nieinwazyjną metodą tomografii komputerowej z wykorzystaniem współrzędnościowych pomiarów optycznych”, materiały z konferencji Modelowanie i pomiary w medycynie, Krynica, 10-14 maja 2009.
10. 10. Miecielica M.: ,,Techniki szybkiego prototypowania", Przegląd Mechaniczny, (2010)2, str. 39-45.
11. 11. Oczoś K., Cena I.: ,,Rapid Inspection - metody pomiarowo-kontrolne adekwatne do rapid-technologii", Mechanik, (2008)3, str. 165-176.
12. 12. Pandey P.M.: ,,Rapid prototyping technologies, applications and part deposition planning" Department of Mechanical Engineering, Indian Institute of Technology Delhi, Artykuł on-line: http://web.iitd.ac.in/~pmpandey/MEL120_html/RP_document.pdf.
13. 13. Ratajczyk E.: ,,Tomografia komputerowa CT w zastosowaniach przemysłowych" Mechanik, nr. (2011)2, str. 112-117
14. 14. Senczyk D., Moryksiewicz S.: ,,Przemysłowa Rentgenowska Tomogrfia Komputerowa", Badania Nieniszczace, (2006).
15. 15. Smolik W. :,,Tomografia rentgenowska”, Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej, (2000)4, s. 63-91.
16. 16. Szelewski M., Grzelka M.: ,,Wykorzystanie współrzędnościowej techniki pomiarowej oraz systemów CAD 3D w inżynierii odwrotnej", Pomiary Automatyka Kontrola, (2004)2, str. 26-27.
17. 17. Wieczorowski M., Radke M.: ,,Inżynieria odwrotna i kontrola jakości w pomiarach form i elementów z tworzyw sztucznych”, OBERON, (2007)1, str.6-7.
18. 18. Wieczorowski M.: ,,Weryfikacja pierwszej sztuki na przykładzie obudowy telefonu komórkowego”, OBERON, (2008)4, str.44-45.
19. 19. Wieczorowski M.: ,,Wykorzystanie skanera optycznego w produkcji narzędzi”, OBERON, (2006)1, str.8-9.

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2015.12.562